岩土力学 2017, 38(8) 2167-2174 DOI:     ISSN: 1000-7598 CN: 42-1199/O3

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静压桩
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直剪试验
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黏性土中桩-土界面受力机制室内试验研究
张明义1, 2,白晓宇1, 2,高 强1,王永洪1,陈小钰1,刘俊伟1
1. 青岛理工大学 土木工程学院,山东 青岛 266033;2. 青岛理工大学 蓝色经济区工程建设与安全协同创新中心,山东 青岛 266033
摘要: 通过黏性土与不同表面粗糙度混凝土板的室内直剪试验,模拟预制桩的界面受力性态。利用微型硅压阻式传感器测定桩-土界面孔隙水压力和土压力的变化,定量分析表面粗糙度对界面抗剪强度参数、界面阻力-剪切位移曲线的影响。试验结果表明:桩-土界面孔隙水压力约占法向应力的10%,实际工程中应考虑;提出桩-土界面阻力的概念,界面阻力由黏性土与混凝土之间黏着力和摩擦力两部分构成,其中摩擦力为界面法向有效土压力与界面摩擦系数的乘积。随着混凝土表面粗糙度的增加,界面黏着力增大且逐渐接近黏土自身黏聚力。表面粗糙度对界面摩擦系数影响较小,但对界面阻力有一定影响,桩-土界面峰值阻力和剪切位移均随粗糙度的增加而增大。试验结果能够为桩基工程的设计、施工与检测提供参考依据。
关键词 静压桩   孔隙水压力   直剪试验   界面阻力   硅压阻式传感器  
Experimental study on interfacial bearing mechanism of piles in cohesive soil
ZHANG Ming-yi1, 2, BAI Xiao-yu1, 2, GAO Qiang1, WANG Yong-hong1, CHEN Xiao-yu1, LIU Jun-wei1
1. College of Civil Engineering, Qingdao University of Technology, Qingdao, Shandong 266033, China; 2. Collaborative Innovation Center of Engineering Construction and Safety in Shandong Blue Economic Zone, Qingdao University of Technology, Qingdao, Shandong 266033, China
Abstract: The interfacial force of the precast pile with different roughness was measured by indoor direct shear test in clayey soil. The changes of the pore water pressure and soil pressure on the pile-soil interface were monitored by miniature piezo-resistive sensors. The influences of interfacial roughness on interface shear strength parameter, interface resistance-shearing displacement curves were qualitatively analyzed. The results show that the percentage of normal stress accounted by pore water stress on pile-soil interface is about 10%, which is supposed to be taken into consideration in practical projects. The concept of pile-soil interface resistance is presented and the resistance is contributed by adhesive force and friction force between clayey soil and concrete. the friction force is the product of the normal effective soil stress and friction coefficient on the interface. As the interfacial roughness of the concrete increases, the interfacial adhesive force increases and gradually closes to clayey soil’s inherent adhesive force. The interfacial roughness slightly impacts on interfacial friction coefficient and interface resistance: the ultimate interface resistance and shearing displacement increase with the increase of the roughness. The results provide references to the design, construction and detection of the pile foundation engineering.
Keywords: jacked pile   pore water pressure   direct shear tests   interface resistance   silicon piezo-resistive sensor  
收稿日期 2016-11-28 修回日期  网络版发布日期  
DOI:
基金项目:

国家自然科学基金资助项目(No. 51078196,No. 41502304);山东省自然科学基金青年基金项目(No. ZR2016EEQ08);山东省高等学校科技计划项目(No. J16LG02);青岛市应用基础研究计划项目(No. 16-5-1-39-jch)。

通讯作者: 白晓宇,男,1984年生,博士,讲师,主要从事地基基础及地下工程领域的研究工作。E-mail: baixiaoyu538@163.com
作者简介: 张明义,男,1958年生,博士,教授,主要从事土力学及地基基础的试验、教学和研究工作。
作者Email: zmy58@163.com

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